Cuptorul cu microunde folosește radiație electromagnetică pentru a încălzi mâncarea. Modul în care funcționează ne spune când este util și când nu, precum și ce putem pune în cuptor și ce nu e recomandat.
Cuptorul cu microunde folosește o componentă care se numește magnetron, un tub vidat, ce produce radiaţie electromagnetică neionizantă, adică nepericuloasă pentru sănătate, cu o frecvenţă, de regulă, de 2,45 GHz (adică 2,45 miliarde de oscilaţii pe secundă), echivalentul unei lungimi de undă de 12,2 cm. Lungimea de undă a luminii vizibile (cea pe care o recepționează ochiul uman) este de circa 200 de mii de ori mai mică. Așadar, prin comparație, microundele au o lungime de undă uriașă.
Cum încălzește mâncarea cuptorul cu microunde?
Cea mai frecventă explicație pe care o găsiți este următoarea: undele electromagnetice încălzesc apa din mâncare, făcând apa să „rezoneze”. În plus, mai aflați că microundele încălzesc mâncarea din interior către exterior. Din păcate această explicație nu este corectă. Pentru a înțelege cum funcționează cuptorul cu microunde, trebuie să apelăm la fizică.
Undele electromagnetice au o componentă electrică și una magnetică, așa cum puteți vedea în animația de mai jos. Cele două formează un unghi de 90 de grade între ele. Componenta electrică este cea care ne interesează în articolul de față, pentru că ne ajută în a explica cum încălzește cuptorul cu microunde lucrurile introduse în acesta.
Componentele câmpului electromagnetic, vectorul electric şi vectorul magnetic
Să luăm o moleculă de apă, formată dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Electronii puși în comun de atomii de oxigen și hidrogen sunt mai aproape de nucleul atomului de oxigen, oxigenul obținând în felul ăsta o sarcină negativă parțială (δ‾), iar hidrogenul o sarcină parțială pozitivă (δ+). Pentru că electronii sunt mai aproape de nucleul oxigenului, iar electronii au sarcini negative, atomii de oxigen devin mai negativi. Apare o distribuție neuniformă a sarcinii în molecula de apă, care îi dă acesteia proprietățile foarte interesante pe care le are.
De ce e importantă explicația de mai sus cu privire la distribuția sarcinii în cadrul moleculei de apă? Pentru că atunci când pornești cuptorul cu microunde, molecula de apă va încerca să se alinieze cu câmpul electric al microundelor. Cum acest câmp are o evoluție sinusoidală (vezi mai sus), molecula de apă este forțată să încerce să urmeze această evoluție a câmpului electric. Rezultatul este că o parte din energia microundelor se transferă moleculelor de apă, iar acestea, în mișcare lor de aliniere la câmpul electric, lovesc celelalte molecule vecine, transferând parte din energia primită (generând căldură). Acest tip de transfer de energie este numit „încălzire dielectrică”.
Comportamentul moleculelor de apă la radierea cu microunde
Dar nu se întâmplă asta doar cu moleculele de apă. Grăsimile și zaharurile urmează același proces. În fapt, orice moleculă cu o distribuție neuniformă a sarcinii electrice, așa cum este cazul moleculei de apă, se va încălzi ca urmare a „bombardării” cu microunde, inclusiv vasele din ceramică, dacă smalțul conține ceva cu o sarcină neuniformă.
Acum că am explicat cum funcționează încălzirea ca urmare a utilizării undelor electromagnetice, mai trebui adăugat doar atât: explicația privind „rezonanța” din unele articole de pe Internet nu se aplică.
Sunt alimentele încălzite de la interior către exterior?
Microundele penetrează alimentele. Spre deosebire de cuptorul clasic care, în mod inevitabil, încălzește alimentele din exterior către interior. Pentru că microundele penetrează alimentele (circa 2 cm), asta înseamnă că încălzirea se face mai rapid decât în cazul cuptorului clasic. Ideea că microundele gătesc din interior este un mit.
De ce nu este eficient cuptorul cu microunde în cazul alimentelor înghețate?
În cazul alimentelor înghețate moleculele de apă (înghețate, sub formă de gheață) nu pot „dansa” ca în cazul în care apa este în formă lichidă, sub „comanda” componentei electrice a undelor electromagnetice (microundelor). Această imposibilitate blochează tot procesul, în sensul că apa nu transferă energie către moleculele vecine, iar încălzirea alimentului este lentă.
Citiți și:
→ De ce ușa cuptorului cu microunde nu este complet transparentă (este o măsură de siguranță...)
→ Distruge cuptorul cu microunde substanțele nutritive din mâncare?
→ Ce putem introduce în cuptorul cu microunde?
